提高激光外差差分干涉仪定位精度的方法

摘要

本发明涉及一种用于测量微细图形尺寸的激光外差差分干涉仪的高精度定位装置及方法。它是在激光外差差分干涉仪上加装高精度定位装置，此定位装置可以是激光干涉测长仪，也可以是其他接触式(如电感)测长仪；测量之前应首先调整工作台定位装置，使其测量方向与工作台的移动方向平行。测量时，移动工作台，利用激光外差差分干涉仪的两个分立的测量光点，一个光点在基底，一个扫过被测物台阶，当激光束扫描被测物台阶边缘时，就可以得到相位渐变过程的多组测量数据，将此多组测量数据的坐标值依次代入计算机，进行运算处理得到被测台阶的边缘位置。

主权项

1.一种提高激光外差差分干涉仪定位精度的方法，其特征是，利用激光外差差分干涉仪的两个分立的测量光点，一个光点在基底，一个扫过被测台阶，当激光束扫描台阶边缘时，就可以得到相位渐变过程的多组测量数据；将测量数据的坐标值依次代入计算机，进行运算处理得到被测物的光强值，此光强值再与被测点的正态分布式进行比较，其处理步骤为：用于计算机初始化的步骤；用于输入测量光点扫描到的坐标位置x_i、和被测相位值y_i，测量光束同在测量基底的测量相位值D₁、测量光束一个在测量基底一个在台阶表面的测量相位值D₂、及基底和被测台阶的反射率Q₁、Q₂的步骤；用于得到测量光点扫描到坐标位置x_i处时，位于台阶上的光点的归一化光强分布的步骤；用于确定标准正态分布数据解析表达式f(z)的步骤；用于利用横坐标0～∞的标准正态分布数据确定-∞～+∞标准正态分布数据的步骤；用于通过归一化光强分布与标准正态分布f(z)进行比较，从而确定使标准正态分布f(z)和归一化光强值相等时的标准正态分布的横坐标值z_i的步骤；用逐步逼近法递增标准正态分布的横坐标值z_i直到标准正态分布的值f(z)与归一化光强分布的值之差小于预先给定的误差限ε的步骤；用于确定横坐标在-∞～+∞时标准正态分布的横坐标z的步骤；并对x_i是否小于0做出选择，是，标准正态分布的横坐标为负值，否，标准正态分布的横坐标为正值；用于比较归一化光强分布和标准正态分布f(z)的相位部分，确定x、z与β^-1、x₀间的关系 $x=\frac{z}{\sqrt{2}\beta }+x_0$的比较步骤；用于利用不等间距线性回归技术确定测量过程中的坐标x与激光半径β^-1和被测物体边缘坐标x₀关系的步骤， $x=\frac{z}{\sqrt{2}\beta }+x_0$中的未知系数β^-1和x₀的步骤；用于结束测量的步骤。